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1、毕 业 设 计 开 题 报 告题 目 车床主轴加工工艺及铣键槽 夹具设计 所 在 院 (系 ) 专业班级 指导教师 年 月 日1题 目 车床主轴加工工艺及铣键槽夹具设计一、选题的目的及研究意义目的：随着机械制造业的飞速发展，产品的更新换代越来越快，传统的生产模式已不能适应现代社会的发展需求，作为装备制造业的必不可少组成部分的工艺装备（夹具）也必然得到相应的重视。夹具是一种装夹工件的工艺装备，他广泛应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件的加工精度、劳动的生产率和产品的制造成本等。研究意义：由于夹具具有
2、1 保证加工精度 2 提高生产率 3 扩大机床的使用范围 4 降低生产成本5 改善工人的劳动条件等的作用，所以研究夹具对于机械行业的发展具有重要的意义。1）保证加工精度采用夹具安装，可以准确的确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响。其加工精度高而且稳定。2）提高生产率、降低成本用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工
3、人，明显地降低了生产成本。3) 扩大机床的工艺范围使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。4) 减轻工人的劳动强度用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。综合运用机械设计基础，机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的绘制与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达方面的知识，培养综合分析、实际解决问题的能力，培养团队协作精神。2二、综述与本课题相关领域的研究现状
4、、发展趋势、研究方法及应用领域等机床夹具现状: 随着机械加工业发展，数控机床的广泛使用，夹具设计制作也在向标准化方向发展，许多夹具按照标准制作，同时也有一些夹具标准。出现组合夹具，它可以组成不同夹具实现不同功能。夹具最早出现在 18 世纪后期。随着科学技术的发展，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。有关统计表明，目前的中小批多品种生产的工件品种已占工件种类的 85%左右，现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具，另一方面，在多品种生产的企业中，每隔
5、 3-4 年就要更新 50-80%左右的专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 10-20%左右。特别是近年来，数控化机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了新的要求：如能适用于精密加工的高精度机床夹具。所以，老式的夹具已经不能满足生产需要了，更经济化、高效化的夹具也慢慢的发展出来。机床夹具的发展趋势：21 世纪机械制造发展的特点是现代高新技术的综合利用，其总趋势是：柔性化、灵捷化、智能化和信息化。柔性化使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要；灵捷化使生产推向市场准备时间缩为最短，使机械制造厂机制能灵活转向；智能化柔性自
6、动化的重要组成部分，它是柔性自动化的新发展和延伸。智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。4夹具的使用向高效率，低劳动强度的方向发展，过去的夹具一般采用机械锁紧，费时费力, 劳动强度大，效率低，随着工作环境的改善，及大批量试验(生产流水线随机抽检的)需要，夹具的夹紧方式由原来的机械夹紧向气压夹紧，液压夹紧等方向发展。现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。标准化有利于家具的商品化生产，有利于缩短生产周期，降低生产成本。 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对家具的精度要求。高效化夹具主要用来减少工件的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产效
7、率，减轻公认的劳动强度。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化加剧外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹以及自动更换夹具的装置。充分发挥了数控机床的效率。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大家具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构和可拆结构，发展可调节夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 。夹具的研究方法：1 研究原始资料，明确设计任务；2 确定定位方案、对刀方案；3 确定夹紧方案；4 画夹具装配图；5 检验工件的加工精度要求。夹具的应用领域：1：夹具在数控机床中的应用随着机械制造业的发展，对于夹具数控机床有许多不同于普通机床的特殊要求，如:粗加工
8、时要求夹具具有很好的刚度，能承受大功率、高速切削;精加工时要求工件在夹具中产生的定位及夹紧误差最小;为提高工效，要求组合夹具元件能大、中融合一体，安装在同一块基础板上，以适应单件或多件同时加工等。孔系夹具靠销孔定位，故坐标孔系一定，组装程度简单，无需测量调整就能确定工件在机床坐标中的位置。当使用多夹具基础板时，既可组装单个大零件夹具，又可组装多个中小零件夹具，工效高，柔性好。孔系夹具的特点，适用于数控机床和柔性制造系统的配套工装或随行夹具，在数控中的应用覆盖面超过槽系夹具，占据主导地位。2.夹具在加工特殊工件中的应用在组合夹具使用过程中，针对一些形状复杂、尺寸较大、要求精度较高、定位压5紧有困
9、难的零件，单纯用组合夹具无法完成的，可以采取以下方法:(1)设计专用零件配合组合夹具元件使用。使用最多也最常用的是设计制造专用定位心轴和钻模板。因工件孔定位时，多数情况下不是最后工序，孔没有做到尺寸，都留有磨量。由于产品图样和工艺要求不一样，孔所留的磨量各异，组合夹具元件不能满足要求，为保证定位精度，设计制造专用定位心轴或者定位盘，下面与组合夹具元件一级精度配合，上面和零件孔配合，从而解决了定位精度问题。(2)采用半组合夹具形式。对一些工件加工内容复杂，精度要求高，用组合夹具和专用夹具都不好解决的，可以采用半组合夹具形式。三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（
10、技术路线）或设计（实验）方案进行说明轴类零件的主要作用是支撑传动零件并传递动力，在工作时受多种应力的作用，因此选材应选有较高综合机械性能的材料，拒不受摩擦的部位要有一定的硬度，以提高其抗磨损能力。选材时，还要根据其应力状态和符合种类考虑材料的淬透性和抗疲劳性能。主轴加工的主要问题是如何保证支承轴颈的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度，主轴表面粗糙度以及它们对支承轴颈的位置精度。主轴支承轴颈的尺寸精度、形状精度以及表面粗糙度要求，可以采用精密磨削的把办法保证。磨削前应提高精基准的精度。机械产品加工过程中,在轴上加工键槽一般需通过平键传递动力,而轴上键槽两侧面对回转轴心线的对称度加工的是否合格,将会
11、直接影响到产品的使用性能和寿命.因此轴铣键槽夹具设计的对称度要求是极高的，一般情况都是采用 V 型块定心，还可采用三抓卡盘和顶尖配合使用。轴铣键槽夹具对于对刀装置的要求极高，因此需要设计精度高的对刀装置。键槽夹具的定位支撑系统。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被加工零件的精度。为了避免产生废品以及经常修理定位支撑元件的麻烦，设计应注意：合理布置定位元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支撑元件。当受工件结构限制不能实现时，也应使定位支撑元件尽量接近夹压6力的作用线，并使夹压力的合力中心处处于定位支承面内。提高刚性，减少定位支
12、撑系统的变形。应力求使定位支撑元件不要受力。提高定位支撑系统的精度及耐磨性，以及长期保持夹具的定位精度。可靠的排除定位系统部件的切削，使切削不堵塞或黏附在定位系统上，对保证定位的准确性和加工的可靠性有很大的影响。在夹具设计中，应注意防松问题，因此经常使用双头螺柱，双头螺柱一端固定在夹具上，另一端用螺母压紧加工。同时还要注意防磕碰问题，夹具的两端一般都是采用撞击心轴的两端面来实现零件的夹紧或卸下。在国标（GBT1451985）中，虽然有些顶尖孔有保护倒角，但经过长期使用后，端面的变形仍然会影响到顶尖孔的定位精度。如果在夹具的两端先车出一段空位，使顶尖孔进入空位内，就能够对顶尖起到更好的保护作用。
13、四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明1顾崇衔。机械制造工艺学M。西安：陕西科学技术出版社，19992王启平。机床夹具设计M。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19963王凤鲜。浅谈组合夹具的重要作用J。科技情报开发与经济。2008。 （13）4张亚明。机床夹具的分类与构成J。科技资讯。2008。 （4）5陈敏。21 世纪初机械制造业发展的总趋势J。机械工艺师。2001， （8）：3233。6阳尧璋。21 世纪制造技术发展趋势及重点发展方向J。机械制造，2003,41（3）：1013。7王光斗，王福春。机床夹具设计手册M。上海：上海科技出版社，2000。8张峥嵘，袁清珂。21 世纪制造业的特点
14、及关键技术J。成组技术与生产现代化，1988， （4）：35,13。9樊安新，周平。铣削键槽时保证其对称度的夹具设计及装卡方法J。河南科技，2010， （6）10李洪。机械加工工艺手册M。北京，北京出版社，199111孟少农。机械加工工艺手册第一卷M。北京，机械工业出版社，1991712孟少农。机械加工工艺手册第二卷M。北京，机械工业出版社，199113沈康。机械制造工艺及装备M。北京，机械工业出版社，198914徐发仁。机床夹具手册M。重庆，重庆大学出版社。1993五、毕业设计进程安排1.零件建模并生成二维图形 3 周2.开题报告 4-6 周3.确定工艺方案 7 周4.填写工艺文件 8-9 周5.确定夹具总体方案 10 周6.绘制装配图及零件图 11-13 周7.编写说明书，准备答辩 14-17 周6六、指导教师意见1对开题报告的评语2对开题报告的意见及建议指导教师（签名）： 年 月 日 所在院（系）审查意见：负责人签字(盖公章) 年 月 日
